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波纹补偿器厚度选择

发布时间:2013-02-03

波纹补偿器厚度选择

波纹补偿器依靠不锈钢波纹管的伸缩来满足补偿管道的热胀冷缩变形,并且起到保护其他设备正常运行的作用,多层波纹补偿器由 多层管壁组成,如同多个薄片强簧,因而刚度小。与单层波纹管相比,在总的管壁厚度和波形相同条件下,多层波纹管容易变形,补偿能力大。变形所产生的应力较 小,疲劳寿命高。因此,它可满足大补偿量与高压冲击的要求(单层波纹管要求管壁薄,波纹深;多层波纹管要求管壁厚,波纹浅)。在一定的工作条件下,即一定 的压力、补偿量与疲劳寿命下,多层波纹管比单层波纹管外径较小,长度较短。使得多层波纹补偿器结构紧凑,可节省材料,制造时成形容易。由于波高小,设置外 套筒保护容易,安装支撑和间隔方便。当波纹补偿器用于腐蚀环境时,多层波纹管只需在内、外层耐腐材料制造,因而可节省贵重金属。有时为了防腐,内、外层可 用较大板厚的材料制造。此外,如果管壁内层由于某一原因,如腐蚀、缺陷、疲劳、安装等出现裂纹,虽然内层已经泄漏,但其它层仍能起密封作用,这样多层波纹 补偿器不易出现突发性破坏,可延长检修周期。

在设计过程中,当内、外径尺寸确定后,如果波纹数为定值,则对波纹补偿器刚度起决定因素就是壁厚,而且壁厚对耐压力和允许位移的影响也很大。因此,壁厚很难一次确定,经常需要反复设计计算。

壁厚可根据系统给定的性能数据(刚度、位移、工作压力等等)。

壁厚的不均匀性对波纹补偿器的刚度和变形应力有很大影响,从这点出发,壁厚公差应小一点为好,但是,由于工艺方面的限制,制造公差不宜太小,否 则会造成很多制造方面的困难。为了既要满足波纹补偿器的使用要求,又要考虑现实生产的可能性,一般情况下,壁厚公差可取壁厚名义尺寸的±10%。

层数Z的设计

在设计高压波纹补偿器时,为了降低波纹补偿器的刚度和变形压力,需要设计多层结构的波纹补偿器。

确定波距t和波厚a

波纹补偿器的波距和波厚是两个紧密相关的参数,一般情况下,可以用下列公司计算:

对于d<40mm的波纹补偿器 t=(0.11-0.18)d

对于d=40-150mm的波纹补偿器 t=(0.08-0.11)d

上述式中,后一数字更适合于尺寸较小的波纹补偿器。

波厚a有如下两种计算方法:

第一种:波厚近似等于波距的60%,即:

a=0.6t

第二种:波厚为波距与壁厚之差的一半,即:

a=0.5(t-h)

为了获得较好的综合性能,最好满足下列关系:(a-h)/d=0.05-0.10按上式得算调整后,就可确定t、a。